CN105819784B - 一种水泥砂浆稳定碎石路面基层混合料及其施工方法 - Google Patents

一种水泥砂浆稳定碎石路面基层混合料及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种水泥砂浆稳定碎石路面基层混合料及其施工方法，按重量份计，它包括4.75mm～37.5mm碎石混合料70～90份，水泥砂浆10～30份，水泥砂浆由集料、水泥和水组成，水集比为5％～12％，灰集比为15％～30％，所述的水集比是指水与集料的质量百分比，灰集比是指水泥与集料的质量百分比。其施工工艺简单，配套机械设备实现了少量化、小型化，所用材料常见，不需要精确控制材料用量就能确保形成紧密的骨架，技术容易掌握，成熟度高，易于推广应用。本发明解决了由于碎石骨架空隙填不满或者多填而导致不密实或者形不成骨架的问题，确保路面基层形成密实骨架结构，减少裂缝，保证了道路的使用品质和使用寿命。

Description

一种水泥砂浆稳定碎石路面基层混合料及其施工方法
技术领域
本发明涉及路面基层施工和养护技术领域，具体涉及一种水泥砂浆稳定碎石路面基层混合料及其施工方法。
背景技术
目前，我国已建成的公路及城市道路绝大部分是无机结合料基层＋沥青结合料面层结构，其中无机结合料基层大多为水泥稳定碎石。水泥稳定碎石由粒料和灰浆体积组成，其中粒料为级配碎石，灰浆体积包括水和胶凝材料，胶凝材料由水泥和混合料组成。水泥稳定碎石的施工方法是：在搅拌站用灰土拌和机按比例把用到的所有材料混合在一起并搅拌均匀，然后运到施工现场，用摊铺机摊铺，再碾压成型，最后经养护即做成水泥稳定碎石基层。水泥稳定碎石路面基层强度形成原理是：以级配碎石作骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙，按嵌挤原理摊铺压实，强度主要靠碎石间的嵌挤锁结作用形成，要求碎石形成骨架（即形成“石—石”结构），它强度高，板体性好。从理论上讲，在水泥稳定碎石路面基层中，碎石是可以形成骨架的，这是一种理想状态，然而在工程实践中，由于室内试验与工程施工存在差异、不同批次材料存在差异、施工控制精度相对较低、机械设备性能不稳定以及材料离析等等因素的影响，经常导致碎石骨架空隙填不满导致填充料不能被压实，或者填充料多了导致碎石形不成骨架即形不成“石—石”结构，结果造成水泥稳定碎石基层裂缝较多（以干缩裂缝为主），这种裂缝会向上反射，使沥青结合料面层也产生对应的裂缝（即反射裂缝），进而影响道路的使用品质和使用寿命。
发明内容
本发明提供了一种水泥砂浆稳定碎石路面基层混合料及其施工方法，解决了由于碎石骨架空隙填不满或者多填而导致不密实或者形不成骨架的问题，确保路面基层形成密实骨架结构，减少裂缝，保证了道路的使用品质和使用寿命。
综上所述，本发明提供了一种水泥砂浆稳定碎石路面基层混合料，按重量份计，它包括4.75mm～37.5mm碎石混合料70～90份，水泥砂浆10～30份，水泥砂浆由集料、水泥和水组成，水集比为5％～12％，灰集比为15％～30％，集料的级配范围为：集料粒径不大于4.75mm的集料占集料总质量的100%，集料粒径不大于2.36mm的集料占集料总质量的90％-100％，集料粒径不大于1.18mm的集料占集料总质量的65％-90％，集料粒径不大于0.6mm的集料占集料总质量的45％-65％，集料粒径不大于0.3mm的集料占集料总质量的25％-42％，集料粒径不大于0.15mm的集料占集料总质量的15％-30％，集料粒径不大于0.075mm的集料占集料总质量的10％-20％；
进一步，所述的水集比是指水与集料的质量百分比，灰集比是指水泥与集料的质量百分比。
进一步，所述的集料由石屑、砂、粉煤灰和矿粉中的一种或多种组成。
本发明还提供了一种水泥砂浆稳定碎石路面基层混合料的施工方法，包含如下步骤：
步骤一：水泥砂浆混合料配合比的设计，首先选定集料所用材料种类和数量，得出各种材料用量的比值，选定灰集比和水集比，稠度控制在3cm～5cm之间，计算水泥砂浆混合料配合比，即集料∶水泥∶水的比值，然后进行抗压强度试验，水泥砂浆稳定碎石路面基层混合料试件无侧限抗压强度要满足规范要求；
步骤二：摊铺并稳压碎石层，把4.75mm～37.5mm碎石摊铺在下承层上并进行稳压，使碎石嵌挤紧密，稳压后碎石层的厚度等于路面基层设计厚度；
步骤三：拌和、摊铺并贯入水泥砂浆混合料，把调试好的水泥砂浆混合料拌和摊铺机开到施工现场，在碎石层上拌和摊铺，把水泥砂浆混合料贯入到碎石的空隙中，水泥砂浆混合料的使用量以填满碎石层的空隙为原则；
步骤四：振动滚压，用带振动装置的滚杠，开启振动进行滚压、振动，帮助水泥砂浆混合料渗透贯入，并使水泥砂浆混合料分布均匀；
步骤五：刮浆，用硬橡皮条把表面多余的水泥砂浆混合料刮掉；
步骤六：碾压，碾压使碎石层表面恢复平整并且使碎石骨架更加紧密；
步骤七：养生，一般养生7天，强度达到不小于3MPa，即为水泥砂浆稳定碎石路面基层。
本发明的有益效果是：
1）路面基层产生裂缝少，原因：一是碎石含量大，干缩系数小；二是碎石能够最大限度地接近，最大面积地接触，形成最紧密的骨架结构即“石—石”结构。
2）施工工艺简单，配套机械设备实现了少量化、小型化，所用材料常见，不需要精确控制材料用量就能确保形成紧密的骨架，技术容易掌握，成熟度高，易于推广应用。
3）使用粉煤灰量较大，环保效益明显。
4）大部分材料不需要拌和，不用建设灰土搅拌站，并且碎石可以直接运输到施工现场进行摊铺，能够节能减排，降低成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
高速公路做20cm厚的水泥砂浆稳定碎石路面基层，碎石为4.75mm～37.5mm的混合料，水泥砂浆混合料集料可在石屑、砂、粉煤灰和矿粉中选择，水泥为32.5级普通硅酸盐水泥，采用饮用水。
步骤一：水泥砂浆混合料配合比设计
集料总质量为100kg，用50kg石屑和50kg粉煤灰混合而成，集料的级配范围为：集料粒径不大于4.75mm的集料占集料总质量的100%；集料粒径不大于2.36mm的集料占集料总质量的90％-100％；集料粒径不大于1.18mm的集料占集料总质量的65％-90％；集料粒径不大于0.6mm的集料占集料总质量的45％-65％；集料粒径不大于0.3mm的集料占集料总质量的25％-42％；集料粒径不大于0.15mm的集料占集料总质量的15％-30％；集料粒径不大于0.075mm的集料占集料总质量的10％-20％；符合要求，则集料的配合比为石屑∶粉煤灰＝50∶50；灰集比选择为20％，则水泥用量为：100kg×20％＝20kg；取集料与水泥的混合料（石屑∶粉煤灰∶水泥＝50∶50∶20），根据经验选择三个水集比，即6％、8％和10％，按照（T0751-1993）《乳化沥青稀浆封层混合料稠度试验》的试验方法分别进行试验，结果水集比为8％时稠度是4.2cm，满足要求，则用水量为：100kg×8％＝8kg；水泥砂浆混合料的配合比为石屑∶粉煤灰∶水泥∶水＝50∶50∶20∶8，则集料与水泥的混合料∶水＝120∶8。
进行抗压强度试验：按设计配合比即石屑∶粉煤灰∶水泥∶水＝50∶50∶20∶8，把水泥砂浆混合料拌和均匀备用；把碎石放入试模并压紧，压紧的碎石层厚度为15cm；把试模连同试模中的碎石放在振动台上，低幅慢振，边振动边贯入水泥砂浆混合料，水泥砂浆混合料贯满碎石空隙为止；对混合料施压，挤紧碎石，挤出并去掉多余的水泥砂浆混合料便制得抗压试件；抗压试件静置12h脱模；标准养护6d，浸水1d；用压力机压试件并计算无侧限抗压强度，其结果是无侧限抗压强度为4.8MPa，满足要求，上述设计配合比可以使用；
材料保持干燥，则设计配合比就是施工配合比，把石屑、粉煤灰和水泥按50∶50∶20的比例混合均匀备用，然后把集料与水泥的混合料装入稀浆混合料拌和摊铺机（也叫稀浆封层机）的集料箱，水装入稀浆混合料拌和摊铺机的水箱，并按集料与水泥的混合料∶水＝120∶8的比例调试确定集料与水泥的混合料和水的控制参数。
步骤二：摊铺并稳压碎石层，把4.75mm～37.5mm的碎石摊铺在下承层上并用胶轮压路机稳压1遍，使碎石嵌挤紧密，稳压后碎石层的厚度为20±1cm。
步骤三：拌和、摊铺并贯入水泥砂浆混合料，把调试好的水泥砂浆混合料拌和摊铺机开到施工现场，在碎石层上拌和摊铺，把水泥砂浆混合料贯入到碎石的空隙中。
步骤四，振动滚压，用带振动装置的滚杠，开启振动进行滚压，帮助水泥砂浆混合料渗透贯入，并且使水泥砂浆混合料分布均匀。
步骤五，刮浆，振动滚压结束后，用硬橡皮条把表面多余的水泥砂浆混合料刮掉。
步骤六，碾压，刮浆后用胶轮压路机或者双钢轮压路机进行碾压2遍，碾压的目的一是为了使碎石骨架紧密；二是在拌和、摊铺和贯入水泥砂浆混合料的过程中，会造成碎石层表面不平整，通过碾压可以使碎石层表面恢复平整。
步骤七，养生，一般养生7天，强度达到不小于3MPa，即为水泥砂浆稳定碎石路面基层。
要说明的是，上述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。

Claims (2)

1.一种水泥砂浆稳定碎石路面基层混合料的施工方法，其特征在于，所述的水泥砂浆稳定碎石路面基层混合料按重量份计，包括4.75mm～37.5mm碎石混合料70～90份，水泥砂浆10～30份，水泥砂浆由集料、水泥和水组成，水集比为5％～12％，灰集比为15％～30％，集料的级配范围为：集料粒径不大于4.75mm的集料占集料总质量的100%，集料粒径不大于2.36mm的集料占集料总质量的90％-100％，集料粒径不大于1.18mm的集料占集料总质量的65％-90％，集料粒径不大于0.6mm的集料占集料总质量的45％-65％，集料粒径不大于0.3mm的集料占集料总质量的25％-42％，集料粒径不大于0.15mm的集料占集料总质量的15％-30％，集料粒径不大于0.075mm的集料占集料总质量的10％-20％；
所述的水集比是指水与集料的质量百分比，灰集比是指水泥与集料的质量百分比；
所述的施工方法，包含如下步骤：
步骤一：水泥砂浆混合料配合比的设计，首先选定集料所用材料种类和数量，得出各种材料用量的比值，选定灰集比和水集比，稠度控制在3cm～5cm之间，计算水泥砂浆混合料配合比，即集料∶水泥∶水的比值，然后进行抗压强度试验，水泥砂浆稳定碎石路面基层混合料试件无侧限抗压强度要满足规范要求；
步骤二：摊铺并稳压碎石层，把4.75mm～37.5mm碎石摊铺在下承层上并进行稳压，使碎石嵌挤紧密，稳压后碎石层的厚度等于路面基层设计厚度；
步骤三：拌和、摊铺并贯入水泥砂浆混合料，把调试好的水泥砂浆混合料拌和摊铺机开到施工现场，在碎石层上拌和摊铺，把水泥砂浆混合料贯入到碎石的空隙中，水泥砂浆混合料的使用量以填满碎石层的空隙为原则；
步骤四：振动滚压，用带振动装置的滚杠，开启振动进行滚压、振动，帮助水泥砂浆混合料渗透贯入，并使水泥砂浆混合料分布均匀；
步骤五：刮浆，用硬橡皮条把表面多余的水泥砂浆混合料刮掉；
步骤六：碾压，碾压使碎石层表面恢复平整并且使碎石骨架更加紧密；
步骤七：养生，养生不少于7天，强度达到不小于3MPa，即为水泥砂浆稳定碎石路面基层。
2.根据权利要求1所述的一种水泥砂浆稳定碎石路面基层混合料的施工方法，其特征在于，所述的集料由石屑、砂、粉煤灰和矿粉中的一种或多种组成。
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